Cómo procesar el mineral de antimonio

El método de beneficio del mineral de antimonio debe seleccionarse no solo en función de propiedades físicas y químicas básicas, como el tipo de mineral, la composición mineral, la estructura mineral y las características de diseminación, sino también teniendo en cuenta el contenido de componentes valiosos, la adaptabilidad a los requisitos de la tecnología metalúrgica del antimonio y los beneficios económicos finales. Los métodos de enriquecimiento del mineral de antimonio incluyen la clasificación manual, la concentración por gravedad, la separación en medios pesados, la flotación, etc.

Tabla 5-10: Normas de calidad del concentrado de antimonio Unidad: %

(1) Clasificación manual

La clasificación manual se basa en las diferencias de color, brillo y forma entre los minerales que contienen antimonio y la ganga. Aunque este método es primitivo y requiere una gran intensidad de mano de obra, sigue teniendo una importancia especial para el enriquecimiento del mineral de antimonio. Esto se debe a que los minerales de antimonio suelen presentarse en forma de cristales individuales gruesos o de agregados masivos. La clasificación manual suele producir un concentrado de antimonio en trozos de alta ley, adecuado para los requisitos técnicos de los hornos de tostación verticales de las fundiciones de antimonio. La clasificación manual puede reducir los costes de producción del enriquecimiento y el consumo de energía, por lo que se utiliza ampliamente.

El concentrado de antimonio en trozos producido mediante clasificación manual, que contiene únicamente más del 7% de antimonio, puede introducirse directamente en hornos de tostación verticales para someterlo a un proceso de tostación por volatilización con el fin de producir trióxido de antimonio. El concentrado de antimonio en trozos de tipo sulfuro con más de 45% de antimonio, obtenido mediante clasificación manual, puede utilizarse para producir trisulfuro de antimonio puro (conocido comúnmente como “antimonio bruto”) mediante el método de licuación, que se emplea en la producción de municiones. Además de seleccionar el concentrado de antimonio en trozos de alta ley, la clasificación manual también permite descartar directamente una gran cantidad de roca estéril para aumentar la ley de la materia prima.

El tamaño adecuado de las partículas de mineral para la clasificación manual suele estar comprendido entre 28 y 150 mm. La mayoría de las plantas de concentración de antimonio utilizan la clasificación manual de rango grueso, mientras que solo unas pocas, como la Planta de Concentración Norte de Xikuangshan, utilizan la clasificación manual de rango estrecho tras la clasificación mecánica. Dado que el mineral en bruto suele contener arcilla, el lavado suele ser una operación preparatoria indispensable antes de la clasificación manual. Lavar el mineral en bruto antes de la clasificación manual ofrece mejores resultados que la clasificación manual sin lavado.

La clasificación manual se lleva a cabo, por lo general, en cintas de clasificación manual situadas en la planta de concentración, aunque también se realiza en muchas minas de antimonio subterráneas o en la galería de acceso a la mina.

(2) Concentración por gravedad

La concentración por gravedad es adecuada para la mayoría de las plantas de concentración de antimonio, ya que los minerales de antimonio son densos y de grano grueso, lo que facilita su separación de la ganga mediante métodos gravimétricos. Entre ellos: la estibnita tiene una densidad de 4,62 g/cm³, mientras que la densidad de la ganga oscila entre 2,6 y 2,65 g/cm³. Su índice de sedimentación es de 2,19–2,26, lo que la sitúa en la categoría de minerales fácilmente separables. La cervantita tiene una densidad de 5,2 g/cm³, la kermesita de 7,5 g/cm³ y la valentinita de 5,57 g/cm³. Sus índices de sedimentación equivalentes con la ganga son de 2,55–2,63, 3,93–4,06 y 2,76–2,86, respectivamente. Estos tres minerales de antimonio son extremadamente fáciles de separar por densidad. Solo la bindheimita, con una densidad de 3,14 g/cm³, tiene una relación de sedimentación igual a la de la ganga de tan solo 1,29, lo que hace que sea relativamente difícil de separar por densidad. Sin embargo, no es un componente importante en los minerales de antimonio y no afecta a la aplicación de la concentración por gravedad.

En resumen, tanto en el caso de los minerales de antimonio de sulfuro simple como en el de los minerales mixtos de sulfuro y óxido de antimonio, las condiciones para la concentración por gravedad son favorables. Además, la concentración por gravedad es un método de bajo coste y, con tamaños de partícula relativamente gruesos, permite producir una gran cantidad de concentrado grueso apto para su uso, al tiempo que se descarta una cantidad considerable de ganga. Por lo tanto, la concentración por gravedad sigue siendo hoy en día el método preferido por los procesadores de minerales de antimonio. Incluso cuando no permite producir directamente concentrado de antimonio apto, suele aceptarse como etapa de preconcentración previa a la flotación. En particular, dadas las dificultades a las que se enfrenta actualmente la flotación de los minerales de antimonio óxido, la concentración por gravedad es el principal método de beneficio para dichos minerales.

Separación de medios pesados Se utiliza a menudo como operación de preconcentración para los minerales de antimonio. La experiencia ha demostrado que la separación por medio pesado puede aplicarse a todos los minerales de antimonio, salvo aquellos con estructuras porosas. Los retos de la separación por medio pesado son la selección del medio pesado, la preparación del mismo y la recuperación. La experiencia indica que el hierro-silicio (residuos de corindón procedentes de fábricas de muelas abrasivas) es un medio pesado habitual. Este material tiene un contenido magnético de 70%–98%, y su composición química es principalmente silicio y hierro. Tras ser molido en el sistema de preparación de medios de la concentradora hasta alcanzar un 98% de partículas de menos de 74 μm, puede utilizarse como medio pesado, lo que permite mantener una densidad del medio de aproximadamente 2,65 g/cm³, además de ser fácil de recuperar y reutilizar.

(3) Flotación

La flotación es el método de enriquecimiento más importante para los minerales de antimonio. Los minerales de antimonio en forma de sulfuro son fácilmente flotables, y la flotación se utiliza principalmente para mejorar la calidad del mineral. En el caso de la estibnita, a menudo se utilizan sales de plomo como activadores (o sales de cobre, o una combinación de sales de plomo y cobre), seguidas de colectores. Entre los colectores habituales se encuentran el xantato de butilo o una mezcla de aceite de esquisto y dietilditiocarbamato (SN-9#). Como espumantes se utilizan, por ejemplo, el aceite de pino o el aceite n.º 2. Los minerales de antimonio en forma de óxido son más difíciles de flotar.

En el caso de los minerales de estibnita simples, se utiliza un esquema de proceso de flotación sencillo. Para los minerales mixtos de antimonio de tipo sulfuro-óxido, las partículas gruesas se tratan mediante concentración por gravedad, mientras que las partículas finas se tratan mediante flotación o un esquema de proceso combinado de gravedad y flotación. El tratamiento de los minerales de óxido mediante flotación resulta difícil. Cuando el contenido de antimonio en el mineral de óxido supera el 10%–20%, a menudo se funde directamente mediante reducción sin beneficio previo. En el caso de los minerales de óxido finamente diseminados o refractarios, se puede utilizar el método de cloración-reducción para reducir el antimonio a su forma metálica, seguido de la flotación. El método consiste en añadir un agente clorurante en presencia de un reductor sólido y calentar la mezcla para provocar reacciones complejas de cloración-reducción. El antimonio del mineral forma cloruro de antimonio, que se libera de la red cristalina del mineral y se adsorbe en las partículas de carbón (el reductor). El hidrógeno generado por la reacción de cloración-reducción reduce el cloruro de antimonio a antimonio metálico. Este antimonio metálico es fácilmente flotable y puede recuperarse mediante flotación convencional tras la molienda, tal y como se lleva a cabo en la Concentradora Norte de Xikuangshan.

En el caso de los minerales polimetálicos complejos de antimonio, suelen aparecer asociados diversos sulfuros de metales no ferrosos: arsenopirita (FeAsS), realgar (AsS) u oropimente (As₂S₃) —sulfuros que contienen arsénico—; galena (sulfuro de plomo); esfalerita (sulfuro de zinc); cinabrio (sulfuro de mercurio), etc. En ocasiones también se encuentran asociados minerales de óxido de importante valor económico, como la casiterita y la scheelita, así como minerales de metales preciosos como el oro nativo.